Первая программа на C++ — урок 1
В качестве среды разработки под Windows автор советует использовать Visual Studio 2008 (800 Мб), если у вас Windows XP, Visual Studio 2013 (6.5 Гб) для Windows 7 и выше, или Dev C++ 5 (41 Мб) для тех, у кого слишком медленный интернет для загрузки Visual Studio. Пользователям Unix-подобных систем, потребуется компилятор GCC и любой текстовый редактор, например Vim.
После того, как вы установили все необходимое, приступим к написанию первой программы.
- Создание проекта
- Для Visual Studio
- Для GCC
- Описание синтаксиса
Создание проекта
Для Visual Studio
Откройте меню «Файл → Создать → Проект». Перейдите на вкладку «Общие» и выберите «Пустой проект». Придумайте проекту любое название, например «lesson1» и нажмите «OK».
В окне обозревателя решений (обычно он находится в левом верхнем углу) щелкните правой кнопкой на папке «файлы исходного кода». В диалоговом окне выберите пункт меню «Добавить → Создать элемент». Введите название для нового файла — main.cpp и нажмите кнопку «Добавить».
Для GCC
Создайте пустой файл и откройте его любым текстовым редактором, в котором есть подсветка синтаксиса.
Код первой программы
Наберите следующий код:
#include #include // для system using namespace std; int main() < coutОписание синтаксиса
Директива #include используется для подключения других файлов в код. Строка #include , будет заменена содержимым файла «iostream.h», который находится в стандартной библиотеке языка и отвечает за ввод и вывод данных на экран.
#include подключает стандартную библиотеку языка С. Это подключение необходимо для работы функции system .
Содержимое третьей строки — using namespace std; указывает на то, что мы используем по умолчанию пространство имен с названием «std». Все то, что находится внутри фигурных скобок функции int main() <> будет автоматически выполняться после запуска программы.
Оператор cout предназначен для вывода текста на экран командной строки. После него ставятся две угловые кавычки (
Если в процессе выполнения произойдет какой-либо сбой, то будет сгенерирован код ошибки, отличный от нуля. Если же работа программы завершилась без сбоев, то код ошибки будет равен нулю. Команда return 0 необходима для того, чтобы передать операционной системе сообщение об удачном завершении программы.
— В конце каждой команды ставится точка с запятой.
Компиляция и запуск
Теперь скомпилируйте и запустите программу. Тем, кто пользуется MS Visual Studio, нужно нажать сочетание клавиш «Ctrl+F5». Пользователям GCC нужно выполнить следующие команды:
c++ имя_файла.cpp -o имя_выходного_бинарника # компиляция кода ./имя_выходного_бинарника # запуск программыЕсли программа собралась с первого раза, то хорошо. Если компилятор говорит о наличии ошибок, значит вы что-то сделали неправильно.
Прочитайте текст ошибки и попробуйте ее исправить своими силами. Если не получится, напишите о вашей проблеме в комментариях.
В качестве домашнего задания, переделайте эту программу так, чтобы вместо, сообщения «Hello, World» выводилось сообщение «Hello, User».
C++ с нуля
Этот самоучитель создан для тех, кто хочет освоить основы программирования на C++. Уроки рассчитаны, в первую очередь на новичков, но будут полезны и тем, кто уже имеет небольшой опыт в программировании. Мы начнем с основных принципов и закончим данный курс уже на более сложных примерах.
Первая программа на C++ — урок 1
selevit C/C++ C++ с нуля 7 августа 2011 1436 комментариев
В качестве среды разработки под Windows автор советует использовать Visual Studio 2008 (800 Мб), если у вас Windows XP, Visual Studio 2013 (6.5 Гб) для Windows 7 и выше, или Dev C++ 5 (41 Мб) для тех, у кого слишком медленный интернет для загрузки Visual Studio. Пользователям Unix-подобных систем, потребуется компилятор GCC и любой текстовый редактор, например Vim.
После того, как вы установили все необходимое, приступим к написанию первой программы.
Переменные и типы данных в C++ — урок 2
selevit C/C++ C++ с нуля 8 августа 2011 1415 комментариев
Из школьного курса математики мы все знаем, что такое переменные. В программировании принципы довольно схожи. Переменная — это «ячейка» оперативной памяти компьютера, в которой может храниться какая-либо информация.
Конструкция ветвления в C++ — урок 3
selevit C/C++ C++ с нуля 10 августа 2011 776 комментариев
Встречаются ситуации, когда программе нужно выбрать, какую операцию ей выполнить, в зависимости от определенного условия.
К примеру, мы вводим с клавиатуры целое число. Если это число больше десяти, то программа должна выполнить одно действие, иначе — другое. Реализуем этот алгоритм на C++ с помощью конструкции ветвления.
Циклы в C++ — урок 4
selevit C/C++ C++ с нуля 12 августа 2011 595 комментариев
Иногда необходимо повторять одно и то же действие несколько раз подряд. Для этого используют циклы. В этом уроке мы научимся программировать циклы на C++, после чего посчитаем сумму всех чисел от 1 до 1000.
Массивы в C++ — урок 5
selevit C/C++ C++ с нуля 30 августа 2011 997 комментариев
Сегодня мы с поговорим о массивах. Вы уже знаете, что переменная — это ячейка в памяти компьютера, где может храниться одно единственное значение. Массив — это область памяти, где могут последовательно храниться несколько значений.
Возьмем группу студентов из десяти человек. У каждого из них есть фамилия. Создавать отдельную переменную для каждого студента — не рационально. Создадим массив, в котором будут храниться фамилии всех студентов.
Функции в C++ — урок 6
selevit C/C++ C++ с нуля 2 сентября 2011 509 комментариев
Сегодня мы поговорим о функциях в C++. Очень часто в программировании необходимо выполнять одни и те же действия. Например, мы хотим выводить пользователю сообщения об ошибке в разных местах программы, если он ввел неверное значение. без функций это выглядело бы так:
Указатели в C++ — урок 7
selevit C/C++ C++ с нуля 10 декабря 2011 208 комментариев
При выполнении любой программы, все необходимые для ее работы данные должныбыть загружены в оперативную память компьютера. Для обращения к переменным, находящимся в памяти, используются специальные адреса, которые записываются в шестнадцатеричном виде, например 0x100 или 0x200 .
Если переменных в памяти потребуется слишком большое количество, которое не сможет вместить в себя сама аппаратная часть, произойдет перегрузка системы или её зависание.
Динамические массивы в C++ — урок 8
selevit C/C++ C++ с нуля 18 мая 2012 212 комментариев
В пятом уроке мы разобрали понятие массива. При объявлении, мы задавали массиву определенный постоянный размер.
Параметры командной строки в C++ — урок 9
selevit C/C++ C++ с нуля 18 мая 2012 117 комментариев
При запуске программы из командной строки, ей можно передавать дополнительные параметры в текстовом виде.
Классы в C++ — урок 10
selevit C/C++ C++ с нуля 16 сентября 2012 375 комментариев
Весь реальный мир состоит из объектов. Города состоят из районов, в каждом районе есть свои названия улиц, на каждой улице находятся жилые дома, которые также состоят из объектов.
Практически любой материальный предмет можно представить в виде совокупности объектов, из которых он состоит. Допустим, что нам нужно написать программу для учета успеваемости студентов. Можно представить группу студентов, как класс языка C++. Назовем его Students .
C/C++. Главное — начать!
Одной из главных проблем человека, желающего начать изучать языки программирования C/C++, при этом ничего практически о них не зная, может являться отсутствие начальной точки опоры. Эта статья призвана помочь новичкам сделать первые шаги на захватывающем пути освоения этого семейства языков.
Итак, прежде чем ринуться в глубинные просторы интернета в поисках уроков по программированию на C, необходимо подготовить себе хорошую почву — среду программирования. На данный момент существует немалое количество программ, позволяющих писать программы на рассматриваемом языке, осуществлять проверку синтаксиса и компилировать (переводить) исходный код программы в исполняемый файл (с расширением *.exe). Среди них хочется отметить прежде всего Borland C, Borland C++, Dev-C++, Visual Studio, Eclipse, NetBeans, IDEA. Особенно хочется рассмотреть здесь довольно старую, но и по сей день пользующуюся популярностью среду Borland C++ (на примере версии 5.5.1) ввиду наличия некоторых сложностей в ее настройке (однако, лучше конечно же пользоваться более современной и более автоматизированной средой).
Итак, первым делом необходимо скачать сам компилятор Borland C++, включенный в пакет-установщик Borland Free Command Line Tools (файл freecommandLinetools.exe). Запустив скачанный файл, установите предлагаемый компилятор, выбрав все опции по-умолчанию. Установка произойдет в папку C:\Borland\BCC55. Зайдя в нее, среди прочих папок, вы можете видеть папку Bin, внутри которой лежит несколько исполняемых файлов. Запуская их непосредственно, убеждаемся, что мигает DOS-окно (обычно черного цвета) и тут же исчезает. Вы спросите, как же успеть что-либо сделать и, вообще, рассмотреть, что написано. Ответ — с помощью встроенной в систему Windows командной строки. Вызвать ее можно следующим образом. Зажмите на клавиатуре комбинацию клавиш Win + R и введите в появившемся окошке три буквы — cmd. Для того, чтобы запустить программы, находящиеся в упомянутой папке Bin, необходимо сначала перейти в командной строке в эту папку. Это делается вводом команды cd C:\Borland\BCC55. Для запуска программы теперь нужно лишь ввести имя программы. Сразу скажу, что нам нужен файл bcc32.exe, который является основной программой, компилирующей исходный код на языке C, в исполняемый exe-файл.
Чтобы не писать каждый раз команду cd C:\Borland\BCC55, необходимо добавить этот путь в т.н. переменную PATH системы Windows. Сделав это, система (в т.ч. командная строка) будет знать о наличии этого пути, и тогда можно в командной строке ограничиться лишь командой bcc32.exe без указания пути к этому файлу. Итак, делается это следующим образом. Найдя на рабочем столе или в меню «ПУСК» значок или меню «Мой компьютер», щелкните по нему правой кнопкой мыши и зайдите в «Свойства». Далее войдите в дополнительный параметры (Рис.1) и нажмите на кнопку «Переменные среды. ».
Рис.1.
В окошке «Системные переменные», найдите переменную Path и добавьте через ";" в конец ее содержимого путь C:\Borland\BCC55\Bin\ (Рис.2).
Рис.2.
Далее необходимо в папке Bin создать два конфигурационных файла (т.е. с раширением *.cfg) — bcc32.cfg и ilink32.cfg.
bcc32.cfg должен содержать 2 строки:
ilink32.cfg должен содержать 1 строку:
В принципе, на этом установка Borland C++ завершена.
Теперь давайте напишем традиционно первую программу «Hello, World!». Прежде чем непосредственно приступить к написанию программы, необходимо знать, что программа на C должна быть записана в текстовом файле с расширением *.c, а программа, содержащая к тому же команды языка C++, должна быть записана в текстовом файле с расширением *.cpp. Итак, создадим текстовый файл с именем first.txt и заменим расширение .txt на .c. Открываем этот файл с блокнотом (лучше всего на мой взгляд модернизированный блокнот Notepad++, т.к. он поддерживает синтаксис языка C/C++, подсвечивая его и выделяя программные блоки, что намного облегчает визуальное восприятие кода) и пишем туда следующие строчки:
int main()
printf("Hello, World!");
>Сохраняем этот файл. Заходим в командную строку и пишем команду bcc32.exe first.c. В результате компилятор проверит код на ошибки и создаст исполняемый файл first.exe — программу, которая выводит сообщение «Hello, World!» на экран (в то же окно командной строки).
Строчка #include говорит компилятору, чтобы тот включил файл stdio.h (stdio расшифровывается как STanDard Input-Output), содержащий информацию о большинстве основных функций языка C. Этот файл и подобные ему файлы находятся в папке Include. Далее, любая программа C начинает свое выполнение с главной функции main(), результатом которой должно быть целое число типа int (integer). В фигурных скобках пишется тело функции — последовательность команд и операторов, которые по-очереди выполняются. Функция printf (Print Formatted) предназначена для вывода форматированного текста на стандартное устройство ввода-вывода. После каждой такой функции обязательно ставится точка с запятой.Теперь, когда все готово для написания программ на языке С (когда вы уже знаете всю последовательность действий до генерации exe-файла), можно начать пользоваться каким-нибудь руководством, учебником или онлайн-уроками. Хочется отметить замечательную книжку Кернигана и Ритчи (собственно, это создатели языка С) «Программирование на С» (2-е издание, 2009), в которой доступным языком изложены многие тонкости языка и с помощью которой можно начать чувствовать сам язык. Удачи и успехов в вашем путешествии!
P.S. Для (большей) оперативности действий при написании программы на C/C++, настоятельно рекомендую пользоваться файловым менеджером Total Commander (или можно FAR). С помощью этой программы можно быстро создавать новые текстовые файлы с расширением *.c (или *.cpp), одним нажатием клавиши вызывать командную строку (а не лезть каждый раз в меню ПУСК) и в результате быстро совершить процесс компиляции исходного кода.
Введение в Си. Послание из прошлого столетия
Я несколько раз в своих комментариях ссылался на книгу Эндрю Таненбаума «Operating Systems Design and Implementation» на ее первое издание и на то, как в ней представлен язык Си. И эти комментарии всегда вызывали интерес. Я решил, что пришло время опубликовать перевод этого введения в язык Си. Оно по-прежнему актуально. Хотя наверняка найдутся и те, кто не слышал о языке программировании PL/1, а может даже и об операционной системе Minix.
Это описание интересно также и с исторической точки зрения и для понимания того, как далеко ушел язык Си с момента своего рождения и IT-отрасль в целом.
Хочу сразу оговориться, что мой второй язык французский:
Но это компенсируется 46-летним программистским стажем.
Итак, приступим, наступила очередь Эндрю Таненбаума.Введение в язык Си (стр. 350 — 362)
Язык программирования Cи был создан Деннисом Ритчи из AT&T Bell Laboratories как язык программирования высокого уровня для разработки операционной системы UNIX. В настоящее время язык широко используется в различных областях. C особенно популярен у системных программистов, потому что позволяет писать программы просто и кратко.
Основной книгой, описывающая язык Cи, является книга Брайана Кернигана и Денниса Ритчи « Язык программирования Cи» (1978). Книги по языку Си писали Bolon (1986), Gehani (1984), Hancock and Krieger (1986), Harbison и Steele (1984) и многие другие.
В этом приложении мы попытаемся дать достаточно полное введение в Cи, так что те кто знаком с языками высокого уровня, такими как Pascal, PL/1 или Modula 2, смогут понять большую часть кода MINIX, приведенного в этой книге. Особенности Cи, которые не используются в MINIX, здесь не обсуждаются. Многочисленные тонкие моменты опущены. Акцент делается на чтении программ на Си, а не на написании кода.
А.1. Основы языка Си
Программа на Cи состоит из набора процедур (часто называемых функциями, даже если они не возвращают значений). Эти процедуры содержат объявления, операторы и другие элементы, которые вместе говорят компьютеру что надо делать. На рисунке A-1 показана небольшая процедура, в которой объявляются три целочисленные переменные и присваиваются им значения. Имя процедуры — main (главная). Процедура не имеет формальных параметров, на что указывает отсутствие каких-либо идентификаторов между скобками за именем процедуры. Тело процедуры заключено в фигурные скобки ( < >). Этот пример показывает, что Cи имеет переменные, и что эти переменные должны быть объявлены до использования. Cи также имеет операторы, в этом примере это операторы присваивания. Все операторы должны заканчиваться точкой с запятой (в отличие от Паскаля, который использует двоеточия между операторами, а не после них).
Комментарии начинаются с символов « / *» и заканчивается символами «* /» и могут занимать несколько строк.
main () /* это комментарий */ < int i, j, k; /* объявление 3 целочисленных переменных */ i = 10; /* присвоить i значение 10 (десятичное число) */ j = i + 015; /* присвоить j значение i + 015 (восьмеричное число) */ k = j * j + 0xFF; /* установить k в j * j + 0xFF (шестнадцатеричное число) */ >Рис. A-l. Пример процедуры в Си.Процедура содержит три константы. Константа 10 в первом присваивании
это обычная десятичная константа. Константа 015 является восьмеричной константой
(равно 13 в десятичной системе счисления). Восьмеричные константы всегда начинаются с начального нуля. Константа 0xFF является шестнадцатеричной константой (равной 255 десятичной). Шестнадцатеричные константы всегда начинаются с 0x. Все три типа используются в Cи.А.2. Основные типы данных
Cи имеет два основных типа данных (переменных): целое и символ, объявляемые как int и char, соответственно. Нет отдельной булевой переменной. В качестве булевой переменной используется переменная int. Если эта переменная содержит 0, то это означает ложь/false, а любое другое значение означает истина/true. Cи также имеет и типы с плавающей точкой, но MINIX не использует их.
К типу int можно применять «прилагательные» short, long или unsigned, которые определяют (зависящий от компилятора) диапазон значений. Большинство процессоров 8088 используют 16-битные целые числа для int и short int и 32-битные целые числа для long int. Целые числа без знака (unsigned int) на процессоре 8088 имеют диапазон от 0 до 65535, а не от -32768 до +32767, как это у обычных целых чисел (int). Символ занимает 8 бит.
Спецификатор register также допускается как для int, так и для char, и является подсказкой для компилятора, что объявленную переменную стоит поместить в регистр, чтобы программа работала быстрее.
Некоторые объявления показаны на рис. А — 2.
int i; /* одно целое число */ short int z1, z2; / *два коротких целых числа */ char c; /* один символ */ unsigned short int k; /* одно короткое целое без знака */ long flag_poll; /* 'int' может быть опущено */ register int r; /* переменная регистра */ Рис. А-2. Некоторые объявления.Преобразование между типами разрешено. Например, оператор
flag_pole = i;разрешен, даже если i имеет тип int, а flag_pole — long. Во многих случаях
необходимо или полезно принудительно проводить преобразования между типами данных. Для принудительного преобразования достаточно поставить целевой тип в скобках перед выражением для преобразования. Например:р ( (long) i);предписывает преобразовать целое число i в long перед передачей его в качестве параметра в процедуру p, которая ожидает именно параметр long.
При преобразовании между типами следует обратить внимание на знак.
При преобразовании символа в целое число некоторые компиляторы обрабатывают символы как знаковые, то есть от — 128 до +127, тогда как другие рассматривают их как
без знака, то есть от 0 до 255. В MINIX часто встречаются такие выражения, какi = c & 0377;которые преобразует с (символ) в целое число, а затем выполняет логическое И
(амперсанд) с восьмеричной константой 0377. В результате получается, что старшие 8 бит
устанавливаются в ноль, фактически заставляя рассматривать c как 8-битное число без знака, в диапазоне от 0 до 255.А.3. Составные типы и указатели
В этом разделе мы рассмотрим четыре способа построения более сложных типов данных: массивы, структуры, объединения и указатели (arrays, structures, unions, and pointers). Массив — это коллекция/множество элементов одного типа. Все массивы в Cи начинаются с элемента 0.
int a [10];объявляет массив a с 10 целыми числами, которые будут хранится в элементах массива от [0] до a [9]. Второе, массивы могут быть трех и более измерений, но они не используются в MINIX.
Структура — это набор переменных, обычно разных типов. Структура в Cи похож на record в Паскале. Операторstruct s;объявляет s как структуру, содержащую два члена, целое число i и символ c.
Чтобы присвоить члену i структуры s значение 6, нужно записать следующее выражение:
s.i = 6;где оператор точка указывает, что элемент i принадлежит структуре s.
Объединение — это также набор членов, аналогично структуре, за исключением того, что в любой момент в объединение может находится только один из них. Объявлениеunion u;означает, что вы можете иметь целое число или символ, но никак не оба. Компилятор должен выделить достаточно места для объединения, чтобы в нем мог разместиться самый большой (с точки зрения занимаемой памяти) элемент объединения. Объединения используются только в двух местах в MINIX (для определения сообщения как объединения нескольких различных структур, и для определения дискового блока как объединения блока данных, блока i-узла, блока каталога и т. д.).
Указатели используются для хранения машинных адресов в Cи. Они используются очень и очень часто. Символ звездочка (*) используется для обозначения указателя в объявлениях. Объявление
int i, *pi, a [10], *b[10], **ppi;объявляет целое число i, указатель на целое число pi, массив a из 10 элементов, массив b из 10 указателей на целые числа и указатель на указатель ppi на целое число.
Точные правила синтаксиса для сложных объявлений, объединяющих массивы, указатели и другие типы несколько сложны. К счастью, MINIX использует только простые объявления.
На рисунке A-3 показано объявление массива z структур struct table, каждая из которых имеет
три члена, целое число i, указатель cp на символ и символ с.struct table < /* каждая структура имеет тип таблицы */ int i; / *целое число */ char *cp, c; /* указатель на символ и символ */ >z [20]; /* это массив из 20 структур */ Рис. А - 3. Массив структур.Массивы структур распространены в MINIX. Далее, имя table можно объявить как структуру struct table, которую можно использовать в последующих объявлениях. Например,
register struct table *p;объявляет p указателем на структуру struct table и предлагает сохранить ее
в register. Во время выполнения программы p может указывать, например, на z [4] или
на любой другой элемент в z, все 20 элементов которой являются структурами типа struct table.Чтобы сделать p указателем на z [4], достаточно написать
где амперсанд в качестве унарного (монадического) оператора означает «взять адрес того, что за ним следует ». Скопировать в целочисленную переменную n значение члена i
структуры, на которую указывает указатель р, можно следующим образом:n = p->i;Обратите внимание, что стрелка используется для доступа к члену структуры через указатель. Если мы будем использовать переменную z, то тогда мы должны использовать оператор с точкой:
n = z [4] .i;Разница в том, что z [4] является структурой, и оператор точки выбирает элементы
из составных типов (структуры, массивы) напрямую. С помощью указателей мы не выбираем участника напрямую. Указатель предписывает сначала выбрать структуру и только потом выбрать члена этой структуры.Иногда удобно дать имя составному типу. Например:
typedef unsigned short int unshort;определяет unshort как unsigned short (короткое целое число без знака). Теперь unshort может быть использован в программе как основной тип. Например,
unshort ul, *u2, u3[5];объявляет короткое целое число без знака, указатель на короткое целое число без знака и
массив коротких целых без знака.А.4. Операторы
Процедуры в Cи содержат объявления и операторы. Мы уже видели объявления, так что теперь мы будем рассматривать операторы. Назначение условного оператора и операторов цикла по существу такие же, как и в других языках. Рисунок А – 4 показывает несколько примеров из них. Единственное, на что стоит обратить внимание, это то, что фигурные скобки используются для группировки операторов, а оператор while имеет две формы, вторая из которых похожа на оператор repeat Паскаля.
Cи также имеет оператор for, но он не похож на оператор for в любом другом языке. Оператор for имеет следующий вид:
for (; ; ) оператор;Тоже самое можно выразить через опертор while:
while() < ; >В качестве примера рассмотрим следующий оператор:
for (i=0; iЭтот оператор устанавливает первые n элементов массива a равными нулю. Выполнение оператора начинается с установки i в ноль (это делается вне цикла). Затем оператор повторяется до тех пор, пока i < n, выполняя при этом присваивание и увеличение i. Конечно, вместо оператора присвоения значения текущему элементу массива нуля может быть составной оператор (блок), заключенный в фигурные скобки.
if (x < 0) k = 3; /* простое оператор if */ if (x >y) < /* составной оператор if */ i = 2; k = j + l, >if (x + 2Си имеет также оператор аналогичный case-оператору в языке Pascal. Это switch-оператор. Пример представлен на рисунке А-5. В зависимости от значения выражения, указанного в switch, выбирается тот или иной оператор cаse.
Если выражение не соответствует ни одному из операторов case, то выбирается оператор по умолчанию (default).
Если выражение не связано ни с одним оператором case и оператор default отсутствует, то выполнение продолжается со следующего оператора после оператора switch.
Следует отметить, что для выхода из блока case следует использовать оператор break. Если оператор break отсутствует, то будет выполняться следующий блок case.
switch (k) < case 10: i = 6; break; /* не выполнять case 20, т.е. завершить выполнение опертора switch */ case 20: i = 2; k = 4; break; / * не выполнять default* / default: j = 5; >Рис. A-5. Пример оператора switchОператор break также действует внутри циклов for и while. При этом надо помнить, что если оператор break находится внутри серии вложенных циклов, выход осуществляется только на один уровень вверх.
Связанным оператором является оператор continue, который не выходит из цикла,
но вызывает завершение текущей итерации и начало следующей итерации
немедленно. По сути, это возврат к вершине цикла.Cи имеет процедуры, которые могут вызываться с параметрами или без параметров.
Согласно Кернигану и Ричи (стр. 121), не разрешено передавать массивы,
структуры или процедуры в качестве параметров, хотя передача указателей на все это
допускается. Есть ли книга или нет ее (так и всплывет в памяти:- «Если жизнь на Марсе, нет ли жизни на Марсе»), многие компиляторы языка Си допускают структуры в качестве параметров.
Имя массива, если оно написано без индекса, означает указатель на массив, что упрощает передачу указателя массива. Таким образом, если a является именем массива любого типа, его можно передать в процедуру g, написавЭто правило действует только для массивов, на структуры это правило не распространяется.
Процедуры могут возвращать значения, выполняя оператор return. Этот оператор может содержать выражение, результат выполнения которого будет возвращено в качестве значения процедуры, но вызвавшая процедура может смело игнорировать возвращаемое значение. Если процедура возвращает значение, то тип значение записывается перед именем процедуры, как показано на рис. A-6. Аналогично параметрам, процедуры не могут возвращать массивы, структуры или процедуры, но могут вернуть указатели на них. Это правило разработано для более эффективной реализации — все параметры и результаты всегда соответствуют одному машинному слову (в котором хранится адрес). Компиляторы, которые допускают использование структур в качестве параметров, обычно также допускают их использование в качестве возвращаемых значений.int sum (i, j) /* эта процедура возвращает целое число */ int i, j ; /*объявление формальных параметров */ < return (i + j); /* добавить параметры и вернуть сумму */ >Рис. А-6. Пример простой процедуры, которая возвращает значение.C не имеет встроенных операторов ввода / вывода. Ввод/вывод реализуется путем вызова библиотечных функций, наиболее распространенные из которых проиллюстрированы ниже:
printf («x=% d y = %o z = %x \n», x, y, z);Первый параметр — это строка символов между кавычками (на самом деле это массив символов).
Любой символ, который не является процентом, просто печатается как есть.
Когда встречается процент, печатается следующий параметр в виде, определяемом буквой, следующей за процентом:
d — вывести в виде десятичного целого числа
o — печатать как восьмеричное целое
u — печатать как беззнаковое десятичное целое
x — печатать как шестнадцатеричное целое
s — печатать как строку символов
c — печатать как один символТакже допускаются буквы D, 0 и X для десятичной, восьмеричной и шестнадцатеричной печати длинных чисел.
А.5. Выражения
Выражения создаются путем объединения операндов и операторов.
Арифметические операторы, такие как + и -, и реляционные операторы, такие как и > похожи на своих аналогов в других языках. Оператор %
используется по модулю. Стоит отметить, что оператор равенства это ==, а оператор неравенства это! =. Чтобы проверить равны ли a и b, можно написать так:if (a == b) ;Си также позволяет объединять оператор присваивания с другими операторами, поэтому
a += 4;а = а + 4;Другие операторы также могут быть объединены таким образом.
Си имеет операторы для манипулирования битами слова. Разрешены как сдвиги, так и побитовые логические операции. Операторы сдвига влево и вправо являются и >> соответственно. Побитовые логические операторы &, | и ^, которые являются логическим И (AND), включающим ИЛИ (OR) и исключающим ИЛИ (XOP) соответственно. Если i имеет значение 035 (восьмеричное), тогда выражение i & 06 имеет значение 04 (восьмеричное). Еще один пример, если i = 7, то
j = (iи получим 074 для j.
Другой важной группой операторов являются унарные операторы, каждый из которых принимает только один операнд. Как унарный оператор, амперсанд & получает адрес переменной.Если p является указателем на целое число, а i является целым числом, оператор
вычисляет адрес i и сохраняет его в переменной p.
Противоположным взятию адреса является оператор, который принимает указатель в качестве входных данных и вычисляет значение, находящееся по этому адресу. Если мы только что присвоили адрес i указателю p, тогда *p имеет то же значение, что и i.Другими словами, в качестве унарного оператора за звездочкой следует указатель (или
выражение, дающее указатель), и возвращает значение элемента, на который указывает. Если i имеет значение 6, то операторj = *р;присвоит j число 6.
Оператор! (восклицательный знак – оператор отрицания) возвращает 0, если его операнд отличен от нуля, и 1, если его оператор равен 0.Он в основном используется в операторах if, например
if (!x) k=0;проверяет значение х. Если x равен нулю (false), то k присваивается значение 0. В действительности, оператор! отменяет условие, следующее за ним, так же, как оператор not в Паскаль.
Оператор ~ является побитовым оператором дополнения. Каждый 0 в своем операнде
становится 1, а каждый 1 становится 0.Оператор sizeof сообщает размер его операнда в байтах. Применительно к
массиву из 20 целых чисел a на компьютере с 2-байтовыми целыми числами, например sizeof a будет иметь значение 40.Последняя группа операторов — это операторы увеличения и уменьшения.
означает увеличение р. На сколько увеличится p, зависит от его типа.
Целые числа или символы увеличиваются на 1, но указатели увеличиваются на
размер объекта, на который указывает Таким образом, если а является массивом структур, а р указатель на одну из этих структур, и мы пишемчтобы заставить p указать на одну из структур в массиве, то после увеличения p
будет указывать на a[4] независимо от того, насколько велики структуры. Оператораналогичен оператору p++, за исключением того, что он уменьшает, а не увеличивает значение операнда.
n = k++;где обе переменные являются целыми числами, исходное значение k присваивается n и
только после этого происходит увеличение k. В оператореn = ++ k;сначала увеличивается k, затем его новое значение сохраняется в n.
Таким образом, ++ (или --) оператор может быть записан до или после его операнда, что приводит к получению различных значений.
Последний оператор – это? (знак вопроса), который выбирает одну из двух альтернатив
разделеных двоеточием. Например, оператор,i = (x < y ? 6 : k + 1);сравнивает х с у. Если x меньше y, тогда i получает значение 6; в противном случае переменная i получает значение k + 1. Скобки не обязательны.
А.6. Структура программы
Программа на С состоит из одного или нескольких файлов, содержащих процедуры и объявления.
Эти файлы могут быть скомпилированы по отдельности в объектные файлы, которые затем линкуются друг с другом (с помощью компоновщика) для формирования исполняемой программы.
В отличие от Паскаля, объявления процедур не могут быть вложенными, поэтому все они записываются на «верхнем уровне» в файле программы.Допускается объявлять переменные вне процедур, например, в начале файла перед первым объявлением процедуры. Эти переменные являются глобальными, и могут использоваться в любой процедуре во всей программе, если только ключевое слово static не предшествует объявлению. В этом случае эти переменные нельзя использовать в другом файле. Те же правила применяются к процедурам. Переменные, объявленные внутри процедуры, являются локальными для процедуры.
Процедура может обращаться к целочисленной переменной v, объявленной в другом файле (при условии, что переменная не является статической), объявляя ее у себя внешней:extern int v;Каждая глобальная переменная должна быть объявленным ровно один раз без атрибута extern, чтобы выделить память под нее.
Переменные могут быть инициализированы при объявлении:
int size = 100;Массивы и структуры также могут быть инициализированы. Глобальные переменные, которые не инициализированы явно, получают значение по умолчанию, равное нулю.
А.7. Препроцессор Cи
Прежде чем исходный файл будет передан компилятору Cи, он автоматически обрабатывается
программой под названием препроцессор. Именно выход препроцессора, а не
оригинальная программа, подается на вход компилятора. Препроцессор выполняет
три основных преобразования в файле перед передачей его компилятору:1. Включение файлов.
2. Определение и замена макросов.
3. Условная компиляция.Все директивы препроцессора начинаются со знака числа (#) в 1-ом столбце.
Когда директива вида#include "prog.h"встречается препроцессором, он включает файл prog.h, строка за строкой, в
программу, которая будет передана компилятору. Когда директива #include написана как#include
то включаемый файл ищется в каталоге /usr/include вместо рабочего каталога. В Cи распространена практика группировать объявления, используемые несколькими файлами, в заголовочном файле (обычно с суффиксом .h), и включать их там, где они необходимы.
Препроцессор также позволяет определения макросов. Например,#define BLOCK_SIZE 1024определяет макрос BLOCK_SIZE и присваивает ему значение 1024. С этого момента
каждое вхождение строки из 10 символов «BLOCK_SIZE» в файле будет
заменяться 4-символьной строкой «1024» до того, как компилятор увидит файл с программой. По соглашению имена макросов пишутся в верхнем регистре. Макросы могут иметь параметры, но на практике немногие это делают.Третья особенность препроцессора — условная компиляция. В MINIX есть несколько
мест, где код написан специально для процессора 8088, и этот код не должен включаться при компиляции для другого процессора. Эти разделы выглядят как так:#ifdef i8088 #endifЕсли символ i8088 определен, то операторы между двумя директивами препроцессора #ifdef i8088 и #endif включаются в выходные данные препроцессора; в противном случае они пропускаются. Вызывая компилятор с командой
cc -c -Di8088 prog.cили включив в программу заявление
#define i8088мы определяем символ i8088, поэтому весь зависимый код для 8088 быть включен. По мере развития MINIX он может приобрести специальный код для 68000s и других процессоров, которые будут обрабатываться также.
В качестве примера того, как работает препроцессор, рассмотрим программу рис. A-7 (a). Она включает в себя один файл prog.h, содержимое которого выглядит следующим образом:
int x; #define MAXAELEMENTS 100Представьте, что компилятор был вызван командой
cc -E -Di8088 prog.cПосле того, как файл прошел через препроцессор, вывод будет таким, как показано на Рис. A-7 (b).
Именно этот вывод, а не исходный файл, дается как вход в Cи компилятор.
#include prog.h int x; main () main (); < < int a[MAX_ELEMENTS]; int a [100]; х = 4; х = 4; a[x] = 6; а[х] = 6; #ifdef i8088 printf("8088. a[x]:% d\n", a[x]); printf ("8088. a[x]:% d\n", a[x]); #endif >#ifdef m68000 printf ("68000. x=%d\n", x); #endif > (а) (b) Рис. А-7. (a) Содержание файла prog.c. (b) Выход препроцессора.Обратите внимание, что препроцессор выполнил свою работу и удалил все строки, начинающиеся со знаком #. Если компилятор был бы вызван так
cc -c -Dm68000 prog.cто была бы включена другая печать. Если бы он был вызван вот так:
cc -c prog.cто ни одна печать не была бы включена. (Читатель может поразмышлять о том, что случилось бы, если бы компилятор вызывался с обоими флагами -Dflags.)
А.8. Идиомы
В этом разделе мы рассмотрим несколько конструкций, которые характерны для Cи, но не распространены в других языках программирования. Для начала рассмотрим петлю:
while (n--) *p++ = *q++;Переменные p и q обычно являются символьными указателями, а n является счетчиком. Цикл копирует n-символьную строку из места, на которое указывает q, в место, на которое указывает р. На каждой итерации цикла счетчик уменьшается, пока он не доходит до 0, и каждый из указателей увеличивается, поэтому они последовательно указывают на ячейки памяти с более высоким номером.
Еще одна распространенная конструкция:
for (i = 0; i < N; i++) a[i] = 0;которая устанавливает первые N элементов а в 0. Альтернативный способ написания этого цикла выглядит так:
for (p = &a[0]; p < &a[N]; p++) *p = 0;В этой формулировке целочисленный указатель p инициализируется так, чтобы указывать на нулевой элемент массива. Цикл продолжается до тех пор, пока p не достиг адреса N-ого элемента массива. Конструкция указателя гораздо эффективнее, чем конструкция массива, и поэтому обычно используют ее.
Операторы присвоения могут появляться в неожиданных местах. Например,
if (a = f (x)) < оператор >;сначала вызывает функцию f, затем присваивает результат вызова функции a и
наконец, проверяет, является ли оно истинным (ненулевым) или ложным (нулевым). Если а не равно нулю, то условие выполнено. Операторif (a = b) < оператор >;также сначало значение переменной b переменной a, а затем проверяет a, не является ли значение ненулевым. И этот оператор полностью отличается от
if (a == b) < оператор >;который сравнивает две переменные и выполняет оператор, если они равны.
Послесловие
Вот и все. Вы не поверите, какое я получил огромное удовольствие, готовя этот текст. Как много я вспомнил полезного из того же языка Си. Надеюсь, вы тоже с удовольствием окунетесь в прекрасный мир языка Си.
- Open source
- Системное программирование
- C
- История IT
- Изучение языков